一种管网水力模型生成方法及模型使用方法技术

本申请涉及一种管网水力模型生成方法及模型使用方法，其中，一种管网水力模型生成方法包括：获取预设区域范围内排水管网的静态信息；依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型；对生成的所述管网初始模型进行水力参数的配置；获取预设区域范围内的汇水区的静态信息；依据汇水区的静态信息生成汇水初始模型；对生成的所述汇水初始模型进行水文参数的配置；通过汇水区及管网的空间关系，耦合所述汇水初始模型及管网初始模型得到初始管网水力模型；以及，计算汇水区的节点流量，并根据所述节点流量对所述初始管网水力模型进行概化得到管网水力模型。本申请具有便于掌握排水管网的运行状况的效果。的运行状况的效果。的运行状况的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种管网水力模型生成方法及模型使用方法


[0001]本申请涉及水利工程软件的领域，尤其是涉及一种管网水力模型生成方法及模型使用方法。

技术介绍

[0002]排水管道指汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统。
[0003]由于排水管网设计、施工、管理等方面的原因，排水管网中可能存在着不同程度的渗漏或淤积等异常现象，严重影响排水管网的运行效率，情况严重时会造成管道内污水溢流，危及城市中的排水安全。

技术实现思路

[0004]为了便于掌握排水管网的运行状况。本申请提供了一种管网水力模型生成方法及模型使用方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种管网水力模型生成方法，采用如下的技术方案：
[0006]一种管网水力模型生成方法，包括：
[0007]获取预设区域范围内排水管网的静态信息；
[0008]依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型；
[0009]对生成的所述管网初始模型进行水力参数的配置；
[0010]获取预设区域范围内的汇水区的静态信息；
[0011]依据汇水区的静态信息生成汇水初始模型；
[0012]对生成的所述汇水初始模型进行水文参数的配置；
[0013]通过汇水区及管网的空间关系，耦合所述汇水初始模型及管网初始模型得到初始管网水力模型；以及，
[0014]计算汇水区的节点流量，并根据所述节点流量对所述初始管网水力模型进行概化得到管网水力模型。
[0015]通过采用上述技术方案，获取预设区域范围内的排水管网的静态信息，此后依据排水管网的静态信息生成管网初始模型，然后对生成的管网初始模型进行水力参数的配置，以及生成汇水初始模型，再对初始管网水力模型进行概化，从而使得模型能够针对汇水区的情况进行模拟，便于掌握排水管网的运行状况。
[0016]获取预设区域范围内的排水管网的汇水区的静态信息。
[0017]可选的，计算所述汇水区的节点流量的公式为：
[0018]连续方程：以及，
[0019]动量方程：
[0020]其中，Q为流量；A为过水断面面积；t为时间；x为距离；H为水深；g为重力加速度；S
f
为摩阻坡度。
[0021]可选的，所述排水管网的静态信息包括管网结构信息、调蓄池信息及水泵信息；所述的依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型包括：
[0022]依据所述管网结构信息生成管网拓扑结构模型；
[0023]依据所述调蓄池信息及水泵信息生成调蓄池模型、水泵节点模型；以及，
[0024]将所述调蓄池模型、水泵节点模型在所述管网拓扑结构模型中进行配置。
[0025]可选的，在依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型之前，还包括：
[0026]依据排水管网的静态信息中的相邻两管段的静态信息，判断相邻两管段的同一属性的数据的差值是否小于预设的差值；如果否，则发出提示信息；所述提示信息用于提示工作人员相邻两所述管段之间设置有连接管段或者错接；以及，
[0027]获取连接管段的静态信息。
[0028]通过采用上述技术方案，能够使得生成的模型与实际的模型更加贴切。
[0029]可选的，在所述的得到管网水力模型之后，还包括：
[0030]通过生成的所述管网水力模型进行模拟得到模拟结果；
[0031]将得到的所述模拟结果与预先得到的验证结果进行比对得到所述管网水力模型的置信度；
[0032]判断所述置信度是否大于预设值；如果否，则发出提示信息。
[0033]通过采用上述技术方案，将生成的模型进行模拟预测，然后将模拟预测得到的结果与预先得到的验证结果进行比较，通过与验证结果进行对比得到模型的置信度；如果置信度低于预设值时，则需要对模型进行改进，此时系统发出提示信息用于提示工作人员。
[0034]可选的，在判断所述置信度不大于预设值之后，还包括：
[0035]调整管网水力模型的水文参数及水力参数，重新进行模拟得到二次模拟结果；
[0036]将得到的所述二次模拟结果与预先得到的验证结果进行比对得到所述调整后的管网水力模型的置信度；
[0037]判断调整后的管网水力模型的所述置信度是否大于预设值；如果否，则重新调整管网水力模型的水文参数及水力参数。
[0038]通过采用上述技术方案，当模型的模拟结果与验证结果相比不满足置信度时，则要进行参数率定，调整模型的参数，直至模型的置信度满足要求为止。
[0039]可选的，所述管网水力模型的计算公式为：
[0040][0041]其中，v表示平均流速，x表示管段长度；t表示时间，单位为s；H表示静压水头；S0表示底坡；g表示重力加速度；h
L
表示管段长度局部阻力能量损失；S
f
表示管段长度摩擦阻力能量损失；A表示过水断面面积，Q表示过流量；q表示单位长度侧入流量。
[0042]第二方面，本申请提供一种管网水力模型使用方法，采用如下的技术方案。
[0043]一种管网水力模型使用方法，包括：
[0044]利用管网水力模型对排水管段中的水力运行状态进行模拟计算得到不同管段的流速、流量及充满度；
[0045]基于得到的流速、流量及充满度得到不同管段发生泄漏或淤积的概率；以及，
[0046]基于得到的所述概率对不同管段划分风险等级。
[0047]通过采用上述技术方案，通过对排水管道中的水力运行状态进行模拟计算和分析，并且将其与所建模型系统的直观显示相结合，能准确的掌握整个排水管网的运行状况。通过动态仿真模拟计算得到的流速、流量、充满度数据，划分管道发生异常可能的风险级别，从而为制定合理的管网监测或维护方案，对渗漏或淤积的高风险管段的升级改造提供一定的辅助。
[0048]可选的，在算得到不同管段的流速、流量、及充满度之后，还包括：
[0049]根据不同管段的流速、流量及充满度绘制不同管段的流速分级图、流量分级图、充满度分级图及风险分级图；以及，
[0050]将所述流速分级图、流量分级图、充满度分级图及风险分级图发送至显示器中进行显示。
[0051]通过采用上述技术方案，模拟区域污水管网中各管段流速分级情况，绘制管段流速分级图、流量分级图、充满度分级图及风险分级图，可直观的看出管道中流速的空间分布规律。
附图说明
[0052]图1是本申请的一种管网水力模型生成方法其中一个实施例的流程图。
[0053]图2是本申请的一种管网水力模型生成方法另一个实施例的流程图。
[0054]图3是本申请的一种管网水力模型使用方法其中一个实施例的流程图。
具体实施方式
[0055]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1
‑
3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管网水力模型生成方法，其特征在于，包括：获取预设区域范围内排水管网的静态信息；依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型；对生成的所述管网初始模型进行水力参数的配置；获取预设区域范围内的汇水区的静态信息；依据汇水区的静态信息生成汇水初始模型；对生成的所述汇水初始模型进行水文参数的配置；通过汇水区及管网的空间关系，耦合所述汇水初始模型及管网初始模型得到初始管网水力模型；以及，计算汇水区的节点流量，并根据所述节点流量对所述初始管网水力模型进行概化得到管网水力模型。2.根据权利要求1所述的一种管网水力模型生成方法，其特征在于:计算所述汇水区的节点流量的公式为：连续方程：以及，动量方程：其中，Q为流量；A为过水断面面积；t为时间；x为距离；H为水深；g为重力加速度；S
f
为摩阻坡度。3.根据权利要求1所述的一种管网水力模型生成方法，其特征在于，所述排水管网的静态信息包括管网结构信息、调蓄池信息及水泵信息；所述的依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型包括：依据所述管网结构信息生成管网拓扑结构模型；依据所述调蓄池信息及水泵信息生成调蓄池模型、水泵节点模型；以及，将所述调蓄池模型、水泵节点模型在所述管网拓扑结构模型中进行配置。4.根据权利要求1所述的一种管网水力模型生成方法，其特征在于，在依据所述排水管网的静态信息生成管网初始模型之前，还包括：依据排水管网的静态信息中的相邻两管段的静态信息，判断相邻两管段的同一属性的数据的差值是否小于预设的差值；如果否，则发出提示信息；所述提示信息用于提示工作人员相邻两所述管段之间设置有连接管段或者错接；以及，获取连接管段的静态信息。5.根据权利要求1所述的一种管网水力模型生成方法，其特征在于，在所述的得到管网水力模型之后，还包括：通过生成的所述管网水力模型进行模...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆彬，苏腾飞，杨宗国，冯桂森，孙翔，
申请(专利权)人：深圳市水务科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：